【文章內容簡介】 可分為主動式系統(tǒng)和被動式系統(tǒng)。一般來講，無源系統(tǒng)為被動式，有源系統(tǒng)為主動式。主動式的射頻系統(tǒng)用9 / 44自身的射頻能量主動地發(fā)送數據給讀寫器（讀頭） ，調制方式可為調幅、調頻或調相。被動式的射頻系統(tǒng)，使用調制散射方式發(fā)射數據，它必須利用讀寫器的載波來調制自己的信號，在門禁或交通的應用中適宜，因為讀寫器可以確保只激活一定范圍內的射頻系統(tǒng)，在有障礙物的情況下，采用調制散射方式，讀寫器的能量必須來去穿過障礙物兩次。而主動方式的射頻標簽發(fā)射的信號僅穿過障礙物一次，因此主動方式工作的射頻標簽主要用于有障礙物的應用中，距離更遠。根據標簽的可讀寫性分為只讀、讀寫和一次寫入多次讀出卡。 按讀寫方式將射頻卡分為三種:可讀寫(RW)、一次寫入多次讀出 (WORM)和只讀(RO)RW 卡成本比 WORM 卡和 RO 卡高，WORM 卡是用戶可以一次寫入的卡，寫入后數據不能改變。RO 卡存有唯一的號碼，不能更改，這樣具有較高的安全性。只讀標簽內部只有只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）和隨即存儲器（Random Access Merror，RAM） 。ROM 用于存儲發(fā)射器操作系統(tǒng)程序和安全性要求較高的數據，它與內部的處理器或邏輯處理單元完成內部的操作控制功能，如響應延遲時間控制、電源開關控制等。另外，只讀標簽的 ROM 中還存儲有標簽的標識信息，這些信息可以在標簽制造過程中由制造商寫入 ROM 中，也可以在標簽開始使用時由使用者根據特定的應用目的寫入特殊的編碼信息。這種信息可以只簡單地代表二進制中的“0”或“1” ，也可以像二維條碼那樣，包含復雜的相當豐富的信息。但這種信息只能是一次寫入，多次讀出。只讀標簽中的 RAM 用于存儲標簽反應和數據傳輸過程中臨時產生的數據。另外，只讀標簽中除了 ROM 和 RAM 外，一般還有緩沖存儲器，用于暫時存儲調制后等待天線發(fā)送的信息。根據工作頻率可以分為低頻、高頻及超高頻和微波系統(tǒng)讀頭發(fā)送無線信號時所使用的頻率被稱為 RFID 系統(tǒng)的工作頻率，基本上劃分為五個主要范圍：低頻（30～300kHz） 、高頻（3～30MHz）和超高頻（300MHz~3GHz）以及微波（ 以上） 。低頻系統(tǒng)一般工作在100～500kHz ，常見的工作頻率有 125kHz、 ；高頻系統(tǒng)工作在10 / 4410～15MHz 左右，常見的高頻工作頻率為 ；超高頻工作頻率為850～960MHz，常見的工作頻率為 915MHz；微波工作在 ～5GHz 的微波頻段。低頻系統(tǒng)用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤；高頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數據的應用；超高頻系統(tǒng)應用于需要較長的讀寫距離和較高的讀寫速度的場合，如火車監(jiān)控、告訴公路收費等系統(tǒng)。根據工作距離分為遠程、近程和超近程系統(tǒng)。按工作距離分為遠程、近程和超近程系統(tǒng)。識別距離在 100cm 以上的系統(tǒng)稱遠程系統(tǒng)；識別距離 lOcm 至 100cm 的系統(tǒng)稱近程系統(tǒng)；識別距離在 至 lOcm 的系統(tǒng)統(tǒng)稱超近程系統(tǒng)。根據電子標簽種類不同。根據電子標簽種類的不同，標簽與讀頭組成了四種系統(tǒng)，分別為：只讀被動標簽與讀頭系統(tǒng)，只讀主動標簽與讀頭系統(tǒng)，可讀寫被動標簽與讀頭系統(tǒng)，可讀寫主動標簽與讀頭系統(tǒng)。 射頻識別系統(tǒng)的工作原理 用圖 來說明 RFID 系統(tǒng)的工作過程，這個例子是無源系統(tǒng)，即電子標簽為被動電子標簽，標簽內不含電源，電子標簽的工作能量由讀寫器發(fā)出的射頻脈沖提供[15] 。11 / 44 讀寫器和電子標簽的內部結構圖，區(qū)域大小取決于發(fā)射功率、工作頻率和天線尺寸。，接收到讀寫器的射頻脈沖，經過整流后給電容充電。電容電壓經過穩(wěn)壓后作為工作電壓。部分，邏輯控制部分接收指令并完成存儲、發(fā)送數據或其他操作。，則將數據調制后從收發(fā)模塊發(fā)送出去。，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后通過 RS232，RS422，RS485 或無線接口將數據傳送到計算機的數據采集Middleware 中。讀寫器發(fā)送的射頻信號除提供能量外，通常還提供時鐘信號，使數據同步，從而簡化了系統(tǒng)的設計。有源 RFID 系統(tǒng)的工作原理同上述的過程基本相似，只是其工作能量是由電池提供的。 倉庫管理系統(tǒng)中應用射頻技術的好處將 RFID 應用于智能倉庫貨物管理。RFID 完全有效地解決了倉庫里與貨物流動有關的信息管理。它不但增加了一天內處理貨物的件數，還能及時掌控這些貨物的一切信息；射頻標簽貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線12 / 44都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中心計算機里，該貨物的有關信息都能在計算機里查到。當貨物被裝走運往別地時，由另一讀寫器識別并告知計算中心它被放在哪個拖車上。這樣管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發(fā)送了多少產品，并可自動識別貨物，確定貨物的位置。與傳統(tǒng)的倉庫管理系統(tǒng)相比，射頻技術的引入使得倉庫管理的面貌煥然一新。倉庫管理的效率，準確性都能得到顯著提高。另一方面，使得倉庫的自動化程度提升，減少了人工介入的環(huán)節(jié)?？傊?，射頻識別技術應用于倉庫益處多多，目前正得到業(yè)內的普遍關注與重視[15][16][17]。3 開發(fā)環(huán)境及語言簡介 軟硬件環(huán)境為了進行本課題的實驗研究，需要配置以下環(huán)境:硬件環(huán)境:微型計算機，內存大小:512M。軟件環(huán)境:操作系統(tǒng):windowsXP，開發(fā)平臺:Eclipse,SQL Server語言:Java語言及JDBC Eclipse 開發(fā)環(huán)境 Eclipse 平臺簡介Eclipse最初是作為IBM內部的一個輔助項目而誕生的，旨在為IBM提供一個在常用軟件基礎上集成其桌面工具的手段。自從加01年秋以開放資源的形式發(fā)布以來，Eclipse取得了出乎意料的成功。目前，它已經擁有了自己忠實的擁夏者，固定的社區(qū)，以及不斷擴充的強大應用功能[18]。Eclipse采用了不同的視角，即一種“以平臺為中心”而非“開發(fā)工具為主”的思考方式。Eclipse平臺的骨干主要就是一個“通用”的IDE(Integrated Development Environment)，即集成開發(fā)環(huán)境。它既面向所有工具，又不針對任13 / 44何一個特定工具，一切開發(fā)工具都可以同時被使用。作為一個集成開發(fā)環(huán)境，Eclipse是一個工具集成的平臺，可以想象成一個各種工具友好共存的大家庭。它使得用戶的建模、設計、編碼以及測試工具有機地結合起來，以一種更高效、更便捷的方式完成開發(fā)任務。Eclipse為開發(fā)團隊成員提供了一種更方便的手段，去創(chuàng)建、控制，以及管理一套軟件產品。團隊成員可以訪問彼此的工作產品，它們是由與Eclipse通過存儲中性接口集成在一起的源碼管理系統(tǒng)SCM(Source Code Management)來進行管理的。以此避免了數據的導入、導出及其導致的錯誤通信?；贓clipse的所有工具因此能夠以持久、一致的方式進行工作[18]。 Eclipse 環(huán)境特點Eclipse提供了一種體系結構和一套Java 框架集合來實現以上目標，從而使得編寫集成工具更加容易。用戶可以通過Eclipse集成其執(zhí)行任務所正在使用的現有工具，并隨著其經驗的積累，使用Eclipse建造額外的工具。該框架結構還為所有工具提供了一個一致的方式，去實現用戶界面、軟件包，部署新功能，(Java Development Tool)的強大功能和擴展性，去開發(fā)新的Java工具，擴展 Java模型和訪問Java模型的API(Application Programming Interface)集，這些特點作為JDT的一部分，為Eclipse增添了更強的競爭優(yōu)勢[18] 。Eclipse支持多種模型。Eclipse與開發(fā)模型是分離開來的。無論是傳統(tǒng)的爆布式開發(fā)模型，還是迭代式開發(fā)方法，用戶都可以享受到Java工具、調試環(huán)境及平臺提供的緊密集成。 Java 語言及相關技術 Java 編程語言 目前面向對象的編程語言應用得相當廣泛，己經取代傳統(tǒng)的過程性語言成為程序開發(fā)的主流。Java是一種完全的面向對象語言，它衍生于C++語言，但又14 / 44剔除了C++的復雜、易錯的一些語言元素，功能強大又極易于使用。Java編程語言產生于1990年，那時SUN公司利用C++語言為消費類家電設備編寫人機控制代碼，受到了代碼不能移植的困擾。SUN公司因此而提出了解釋型的語言Java ，該名稱來源于印尼的一個島嶼“爪哇”，此島盛產咖啡。Java語言開發(fā)的窗口程序左上角的小圖標是一杯熱氣騰騰的咖啡，這就是Java程序的標志。Java 是目前使用最廣泛的網絡編程語言之一，它具有簡單、面向對象、穩(wěn)定、與平臺無關、解釋型、多線程、動態(tài)等特點。它的程序運行需要一個解釋器，也就是所謂的“虛擬機”。虛擬機以某種高速算法解釋執(zhí)行 Java 的面向對象代碼。Java 從 版本到現在已發(fā)展成 版本，版本的升級意味著程序的修正和類庫的增長。從 開始，Java 分為 3 個版本 J2ME(微型版本)、J2SE(標準版本)和 J2EE(企業(yè)級版本)，分別用于支持消費類電子設備、標準個人電腦以及企業(yè)級應用的開發(fā)，版本之間的區(qū)別不僅在于所支持的類庫的大小不同，也在于各版本都對應著不同的 Java 虛擬機。也正是由于虛擬機的使用，使得 Java 與其他的面向對象語言相比較，具備了一個突出的優(yōu)點:Java成為跨平臺的語言，不僅可在 Windows 平臺上運行，也可以在 UNIX 平臺及一些家電設備、通信設備上運行[19]。 JDBC 技術JDBC（Java DataBase Connectivity）是Sun 公司開發(fā)的、用于Java數據庫連接的應用程序編程接口API，需要使用支持ANSI SQL(Structured QueryLanguage，即結構化查詢語言 )作為查詢語言的數據庫。它具備以下三個特點 :JDBC是SQL級別的API；JDBC借鑒了現存數據庫API的經驗。JDBC簡單易行[20]。JDBC是SQL級別的API，意味著在JDBC接口中，允許SQL語句作為參數嵌入到方法中。但JDBC可以在數據庫和Java應用程序之間進行平穩(wěn)的轉換。為了在獨立于特定數據庫的模式下完成這項工作，JDBC需要那些數據庫廠商提供其接口的運行時實現。這些實現能夠以所有可識別的方式把SQL調用發(fā)送到數據庫中。15 / 44JDBC在設計上與開放數據庫連接ODBC （Open DataBase Connectivity）很相似。JDBC和數據庫建立連接的一種方式是首先建立一個JDBCODBC橋接器。由于ODBC驅動程序被廣泛使用，建立這種橋接器后，使得JDBC有能力訪問幾乎所有類型的數據庫。用JDBC寫的程序能夠自動地將SQL語句傳送給相應的數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）。4 倉庫管理原型系統(tǒng)的設計 需求分析本文設計一個基于 RFID 出入庫的倉庫管理原型系統(tǒng)，可以有效提高倉庫管理的效率和自動化程度，和應用條碼技術相比，應用 RFID 電子標簽主要有以下優(yōu)勢：應用條形碼時，以倉庫為例，根據應用實際，在托盤上應用電子標簽，讀寫一個托盤上貨物的時間大概在 2~3 s 之間(包括完成寫信息地所有時間)，采集數據時操作員不需要下車。而如果應用條形碼，一般需要采集三次數據(產品編號、生產批次、托盤編號)，加上操作員上下車的時間，大概在 10~15 s 合考慮叉車從生產部到倉庫的運行時間(大概在 5~10 s 之間)，倉儲系統(tǒng)在托盤上應用電子標簽比應用條形碼效率要提高 2~3 倍。托盤使用電子標簽后，在貨物出庫時，電子標簽存儲的托盤貨物和貨位信息要和系統(tǒng)出庫的信息進行比較，只有兩者數據一致后才允許出庫。通過現場使用，在應用電子標簽后，系統(tǒng)地出庫準確性能達到 100％。系統(tǒng)應用條形碼時，托盤貨物信息的采集需要叉車工下車操作，貨物出庫時，叉車工既要操作條碼掃描設備，又要操作叉車觸摸屏，整個過程操作不太方便。應用電子標簽后，除揀選出庫外，入庫和整盤出庫都不需要叉車工下車16 / 44操作，叉車工只需要在叉車上操作觸摸屏。對于叉車工來說，應用電子標簽后，操作十分方便，省時省力。因此，在倉庫管理中應用 RFID 系統(tǒng)，可以有效的提高貨物的出入庫速度和貨物出庫的準確性，使出入庫操作更加方便快捷。同時，從長遠考慮，可以節(jié)省倉庫管理的運行成本。 設計目標本課題基于軟硬件結合的思想，旨在建構一個倉庫管理原型系統(tǒng)，能實現簡單的出入庫管理以及數據采集的功能。預達到的目標如下： 標簽的讀寫基于電子標簽技術的射頻識別系統(tǒng)有電子標簽、電子標簽讀寫器以及數據交換、管理系統(tǒng)等組成。電子標簽技術是課題中的關鍵技術，要設計完成并實現對電子標簽的讀寫功能。其中寫入的信息主要是貨品的條碼及數量信息，以實現條碼與 RFID 的關聯(lián)。這其中需要對讀寫器等硬件進行學習，同時能利用軟件，利用面向對象語言實現與硬件的連接交互。RFID 標簽讀寫是實現基于RFID 自動出入庫的關鍵所在，因此這一部分的設計是整個倉庫管理最重要的部分之一。 RFID 的出入庫的實現這一部分要實現貨品的出入庫管理，它是基于信息采集的基礎上實現的，因為本系統(tǒng)的出入庫管理不是傳統(tǒng)概念上的出入庫管理，而是基于 RFID 的出入庫原型系統(tǒng)的實現。因此在信息采集設計完成的基礎上，出入庫的管理是相對容易實現的。 設計流程 系統(tǒng)總體框架本系統(tǒng)主要由三個部分構成，信息采集系統(tǒng)，入庫管理，出庫管理（如圖 所示） 。其中出入庫是作為信息采集的驗證部